中级
30 分钟

使用ADS1230和PIC32MZ1024EFH064测量物体的力或重量

力计

Load Cell 7 Click with PIC32MZ clicker

已发布 6月 26, 2024

点击板

Load Cell 7 Click

开发板

PIC32MZ clicker

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC32MZ1024EFH064

桥接传感应用的完整前端解决方案。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Load Cell 7 Click 基于 ADS1230,这是一款来自德州仪器的高精度、低噪声、低功耗的 20 位 ΣΔ ADC,具有卓越的噪声性能。它包括一个低噪声 PGA、内部振荡器、三级 ΔΣ 调制器和四级数字滤波器,从而为桥接传感器应用提供完整的前端解决方案。ADS1230 易于配置,所有数字控制通过专用引脚完成,无需可编程寄存器。来自 ADS1230 的转换数据通过 SPI 串行接口发送到 MCU,数字信息被转换为重量。低噪声 PGA 具有可选择的增益,通过板载标记为 GAIN 

SEL 的 SMD 跳线设置为 64 和 128,分别支持 ±39mV 或 ±19.5mV 的全量程差分输入。此外,当需要更高速度时,数据可以以 10SPS 输出,具有出色的 50Hz 和 60Hz 抑制,或以 80SPS 输出。板载标记为 SPS SEL 的 SMD 跳线可以选择此功能,将其放置在标记为 10 和 80 的适当位置。ADS1230 可以进入低功耗待机模式或完全关闭的掉电模式。此 Click board™ 使用四线制负载单元配置,具有两个感应引脚和两个输出连接。连接到 AD7780 参考输

入的负载单元差分 S 线创建了一个免疫低频电源激励电压变化的比例配置。这些感应引脚连接到惠斯通电桥的高低两侧,无论由于布线电阻造成的电压降如何,电压都可以精确测量。此 Click board™ 可在 3.3V 或 5V 逻辑电压水平下工作,通过 VCC SEL 跳线选择。这种方式使得 3.3V 和 5V 的 MCU 都可以正确使用通信线路。此外,这款 Click board™ 配备了一个包含易于使用的函数库和示例代码的库,可以作为进一步开发的参考。

Load Cell 7 Click top side image
Load Cell 7 Click bottom side image

功能概述

开发板

PIC32MZ Clicker 是一款紧凑型入门开发板,它将 Click 板™的灵活性带给您喜爱的微控制器,使其成为实现您想法的完美入门套件。它配备了一款板载 32 位带有浮点单元的 Microchip PIC32MZ 微控制器,一个 USB 连接器,LED 指示灯,按钮,一个 mikroProg 连接器,以及一个用于与外部电子设备接口的头部。得益于其紧凑的设计和清晰易识别的丝网标记,它提供了流畅且沉浸式的工作体验,允许在任

何情况下、任何地方都能访问。PIC32MZ Clicker 开 发套件的每个部分都包含了使同一板块运行最高效的必要组件。除了可以选择 PIC32MZ Clicker 的编程方式,使用 USB HID mikroBootloader 或通过外部 mikroProg 连接器为 PIC,dsPIC 或 PIC32 编程外,Clicker 板还包括一个干净且调节过的开发套件电源供应模块。USB Micro-B 连接可以提供多达 500mA 的电流,这足以操作所有板载和附加模块。所有 

mikroBUS™ 本身支持的通信方法都在这块板上,包 括已经建立良好的 mikroBUS™ 插槽、重置按钮以及若干按钮和 LED 指示灯。PIC32MZ Clicker 是 Mikroe 生态系统的一个组成部分,允许您在几分钟内创建新的应用程序。它由 Mikroe 软件工具原生支持,得益于大量不同的 Click 板™(超过一千块板),其数量每天都在增长,它涵盖了原型制作的许多方面。

PIC32MZ clicker double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

PIC32

MCU 内存 (KB)

1024

硅供应商

Microchip

引脚数

64

RAM (字节)

524288

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
NC
NC
RST
SPI Chip Select
RG9
CS
SPI Clock
RG6
SCK
SPI Data OUT
RG7
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
NC
NC
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Load Cell 7 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

PIC32MZ clicker front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以PIC32MZ clicker作为您的开发板开始。

PIC32MZ clicker front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly
Micro B Connector Clicker Access - upright/background hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
Necto image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Flip&Click PIC32MZ MCU step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Debug Image Necto Step hardware assembly

实时跟踪您的结果

应用程序输出

1. 应用程序输出 - 在调试模式下,“应用程序输出”窗口支持实时数据监控,直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境,以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输,实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置,以确保正常运行。有关分步设置说明,请参考提供的教程

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据,使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置,请按照提供的教程,其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时,请使用以下函数:plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式,用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称,并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持

库描述

该库包含 Load Cell 7 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • loadcell7_tare_scale - 此函数计算 @b ctx->tare_scale,即空容器的原始 ADC 读数。

  • loadcell7_calibrate_weight - 此函数通过计算输入校准重量的 @b ctx->weight_scale 来校准重量。

  • loadcell7_get_weight - 此函数计算货物的重量(单位:克)。

开源

代码示例

完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。

/*!
 * @file main.c
 * @brief Load Cell 7 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of Load Cell 7 Click by measuring the weight
 * in grams of the goods from the load cell sensor connected to the Click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and reads the tare scale of the empty container, and after
 * that, it calibrates the weight scale with a known calibration weight.
 *
 * ## Application Task
 * Reads the net weight of the goods in grams approximately once per second and logs the
 * results on the USB UART. 
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "loadcell7.h"

// Enter below the weight in grams of the goods with a known weight which 
// you will use to calibrate the scale weight.
#define LOADCELL7_CALIBRATION_WEIGHT_G  1000.0

static loadcell7_t loadcell7;
static log_t logger;

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    loadcell7_cfg_t loadcell7_cfg;  /**< Click config object. */

    /** 
     * Logger initialization.
     * Default baud rate: 115200
     * Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
     * @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX 
     * are defined as HAL_PIN_NC, you will 
     * need to define them manually for log to work. 
     * See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
     */
    LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
    log_init( &logger, &log_cfg );
    log_info( &logger, " Application Init " );

    // Click initialization.
    loadcell7_cfg_setup( &loadcell7_cfg );
    LOADCELL7_MAP_MIKROBUS( loadcell7_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( SPI_MASTER_ERROR == loadcell7_init( &loadcell7, &loadcell7_cfg ) )
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_printf( &logger, " Remove all goods from the scale in the following 5 sec.\r\n");
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    log_printf( &logger, " Calculating tare scale...\r\n");
    if ( LOADCELL7_OK == loadcell7_tare_scale ( &loadcell7 ) ) 
    {
        log_printf( &logger, " Tarring complete!\r\n\n");
    }
    else 
    {
        log_error( &logger, " Calculating tare scale.");
        for ( ; ; );
    }
    
    log_printf( &logger, " Place a %ug calibration weight on the scale in the following 5 sec.\r\n", 
                ( uint16_t ) LOADCELL7_CALIBRATION_WEIGHT_G );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    log_printf( &logger, " Calibrating weight...\r\n");
    if ( LOADCELL7_OK == loadcell7_calibrate_weight ( &loadcell7, LOADCELL7_CALIBRATION_WEIGHT_G ) ) 
    {
        log_printf( &logger, " Calibration complete!\r\n\n");
    }
    else 
    {
        log_error( &logger, " Calibrating weight.");
        for ( ; ; );
    }

    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void )
{
    float weight;
    if ( LOADCELL7_OK == loadcell7_get_weight ( &loadcell7, &weight ) ) 
    {
        log_printf(&logger, " Weight : %.2f g\r\n", weight );
    }
}

int main ( void ) 
{
    /* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
    #ifdef PREINIT_SUPPORTED
    preinit();
    #endif
    
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

// ------------------------------------------------------------------------ END

额外支持

资源

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